(57)【要約】【課題】  使用済みのＨＩＤランプから、環境を汚染することなく水銀及びガラスを効率良く回収することができるＨＩＤランプの処理方法を提供することである。【解決手段】  ＨＩＤランプ１の外管バルブ２を口金３の近傍で切断してＨＩＤランプから外管バルブを取り外し、次いで、外管バルブの取り外されたＨＩＤランプのマウント４から発光管５を取り外し、ＨＩＤランプを、外管バルブ部９と、発光管部１１と、発光管が取り外されたマウント部と口金部とからなる口金・マウント部１２と、の３つの部位に分別して回収し、分別して回収した３つの部位をそれぞれ異なる方法で処理し、外管バルブ部からはガラスカレット２６を回収し、発光管部からは水銀１６を回収し、口金・マウント部からはアルミニウム２０を回収する。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＩＤランプの外管バルブを口金近傍で切断して回収し、次いで、外管バルブの取り外されたＨＩＤランプのマウントから発光管を取り外して回収し、回収した外管バルブ部及び発光管部をそれぞれ異なる方法で処理し、外管バルブ部からはガラスカレットを回収し、発光管部からは水銀を回収することを特徴とする、ＨＩＤランプの処理方法。
【請求項２】
ＨＩＤランプの外管バルブを口金近傍で切断してＨＩＤランプから外管バルブを取り外し、次いで、外管バルブの取り外されたＨＩＤランプのマウントから発光管を取り外し、ＨＩＤランプを、外管バルブ部と、発光管部と、発光管が取り外されたマウント部と口金部とからなる口金・マウント部と、の３つの部位に分別して回収し、分別して回収した３つの部位をそれぞれ異なる方法で処理し、外管バルブ部からはガラスカレットを回収し、発光管部からは水銀を回収し、口金・マウント部からは少なくともアルミニウムを回収することを特徴とする、ＨＩＤランプの処理方法。
【請求項３】
前記口金・マウント部は、破砕され、破砕後更に磁力により選別されて、口金・マウント部から少なくともアルミニウムが回収されることを特徴とする、請求項２に記載のＨＩＤランプの処理方法。
【請求項４】
前記外管バルブ部は、破砕され、破砕後更に洗浄されて、外管バルブ部からガラスカレットが回収されることを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載のＨＩＤランプの処理方法。
【請求項５】
前記発光管部は、破砕され、破砕後更に加熱されて、発光管部から水銀が回収されることを特徴とする、請求項１ないし請求項４の何れか１つに記載のＨＩＤランプの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＩＤランプ（水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプの総称）の処理方法に関し、詳しくは、廃ＨＩＤランプからガラス、水銀などを回収する処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一灯当たりの光束（明るさ）が大きく、ランプ効率（ランプ消費電力１Ｗ当たりの光束）が高く、且つ寿命が長いことを特徴とする水銀ランプ、メタルハライドランプ及び高圧ナトリウムランプは、屋内のみならず、道路、公園などの屋外でも広く使用されている。これら水銀ランプ、メタルハライドランプ及び高圧ナトリウムランプは、まとめてＨＩＤランプと呼ばれている。尚、水銀ランプは、蛍光管などの低圧水銀ランプ類と区別するために高圧水銀ランプと呼ぶこともあるが、本発明では水銀ランプと称す。
【０００３】
このＨＩＤランプは、蛍光管と同じく水銀などの放電によって発光する。但し、蛍光管では、ガラス管内部の全体に封入された水銀が放電するのに対し、ＨＩＤランプでは、ガラス球（「外管バルブ」と呼ぶ）の内部に配置される発光管の内部に封入された水銀などの封入物が放電し、この放電による可視光線を利用している。この場合、発光色が青白いため、外管バルブの内壁に赤色発光の蛍光体を塗布し、光色・演色性を改善した品種（「蛍光形」と呼ぶ）も多く使用されている。発光管の内部に封入された封入物の種類に基づき水銀ランプ、メタルハライドランプ及び高圧ナトリウムランプに分別され、水銀ランプには水銀とアルゴンガスとが封入され、メタルハライドランプにはナトリウム、タリウム、インジウム、スカンジウムなどの沃化物と水銀とアルゴンガスとが封入され、また、高圧ナトリウムランプには、ナトリウムと水銀とキセノンガス或いはアルゴンガスとが封入されている。尚、外管バルブの内部には、通常、窒素ガスが封入されている。
【０００４】
このようにＨＩＤランプには水銀が含まれており、廃棄された使用済みのＨＩＤランプを大量に破砕した場合には、大量の水銀が放出され、環境を害することになる。そのため、従来、使用済みのＨＩＤランプは、廃蛍光管などと同様、次のようにして処理されていた。１つの方法は、廃ＨＩＤランプを破砕し、これを水銀固化剤である硫化物またはカルバミン酸ナトリウムなどを用いて水洗処理し、生成するブロックをコンクリート詰めにして埋立て廃棄処分する方法である。但し、この方法では、水銀のみならずガラスも回収することは不可能である。他の方法は、廃ＨＩＤランプを破砕し、これに水銀吸着剤を混入させ、得られた破砕物と水銀吸着剤との混合物を水銀鉱山へ搬送し、そこで水銀を回収処理する方法である。但し、この方法では、混合物の搬送費用が嵩むといった難点がある。
【０００５】
ところで、近年、資源の有効活用並びに廃棄物の減量化の観点から、廃蛍光管については、大量に発生することも相まってガラスのみならず蛍光粉及び水銀を回収し、これらをリサイクル使用することを目的とした多数の処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、その構造が蛍光管に比べて複雑であるＨＩＤランプについては、使用済みＨＩＤランプの発生量が少ないこともあって水銀及びガラスのリサイクル使用を目的とする有効な処理方法は未だ提案されておらず、やむを得ず前述した埋立て廃棄処分などを行なうのが現状であった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１７７９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、使用済みのＨＩＤランプから、環境を汚染することなく水銀及びガラスを効率良く回収することができるＨＩＤランプの処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための第１の発明に係るＨＩＤランプの処理方法は、ＨＩＤランプの外管バルブを口金近傍で切断して回収し、次いで、外管バルブの取り外されたＨＩＤランプのマウントから発光管を取り外して回収し、回収した外管バルブ部及び発光管部をそれぞれ異なる方法で処理し、外管バルブ部からはガラスカレットを回収し、発光管部からは水銀を回収することを特徴とするものである。
【０００９】
第２の発明に係るＨＩＤランプの処理方法は、ＨＩＤランプの外管バルブを口金近傍で切断してＨＩＤランプから外管バルブを取り外し、次いで、外管バルブの取り外されたＨＩＤランプのマウントから発光管を取り外し、ＨＩＤランプを、外管バルブ部と、発光管部と、発光管が取り外されたマウント部と口金部とからなる口金・マウント部と、の３つの部位に分別して回収し、分別して回収した３つの部位をそれぞれ異なる方法で処理し、外管バルブ部からはガラスカレットを回収し、発光管部からは水銀を回収し、口金・マウント部からは少なくともアルミニウムを回収することを特徴とするものである。
【００１０】
第３の発明に係るＨＩＤランプの処理方法は、第２の発明において、前記口金・マウント部は、破砕され、破砕後更に磁力により選別されて、口金・マウント部から少なくともアルミニウムが回収されることを特徴とするものである。
【００１１】
第４の発明に係るＨＩＤランプの処理方法は、第１ないし第３の発明の何れかにおいて、前記外管バルブ部は、破砕され、破砕後更に洗浄されて、外管バルブ部からガラスカレットが回収されることを特徴とするものである。
【００１２】
第５の発明に係るＨＩＤランプの処理方法は、第１ないし第４の発明の何れかにおいて、前記発光管部は、破砕され、破砕後更に加熱されて、発光管部から水銀が回収されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＨＩＤランプを廃棄処理する際に、水銀の封入された部位である発光管部を分別して回収するので、水銀の回収処理作業を発光管部にのみ施せばよく、少ない水銀回収処理費用でＨＩＤランプを廃棄処理することができる。また、ガラスで構成される外管バルブも分別して回収するので、口金部を構成する金属やマウント部を構成する金属が外管バルブと混合することがなく、外管バルブから効率良くガラスカレットを回収することができる。このように、本発明によれば、従来、回収が不可能であったＨＩＤランプから環境を汚染することなく且つ効率良く水銀及びガラスを回収することが可能となるのみならず、廃棄物の減量化も可能となり、工業上有益な効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１は、水銀ランプを例としてＨＩＤランプの構造を示す概略図、図２は、本発明に係るＨＩＤランプの処理方法を示す処理工程図である。
【００１５】
図１に示すように、ＨＩＤランプ１は、そのほぼ中央部に発光管５を備えたマウント４と、このマウント４を覆うようにして配置されるガラス製の外管バルブ２と、外管バルブ２と密着する口金３とで構成されている。発光管５の内部には水銀とアルゴンガスとが封入され、また、外管バルブ２の内部には窒素ガスが封入されている。マウント４は、通常、主として金属で構成されている。
【００１６】
マウント４は、口金３に固定されると共に口金３と電気的に連通しており、口金３を経由して供給される電力によって発光管５に設けた電極６と電極６Ａとの間に電位差が発生し、この電位差によって封入された水銀蒸気のアーク放電が発光管５の内部で発生する。点灯時の水銀蒸気圧は１〜数気圧（１０１３ｈＰａ〜数千ｈＰａ）に達し、発光管５も高温になるので発光管５は石英ガラスで製造されている。アーク放電による発光色が青白いため、外管バルブ２の内壁に赤色発光の蛍光体を塗布し、光色・演色性を改善することもある。
【００１７】
図１は水銀ランプの例であるが、メタルハライドランプでは、発光管５の内部にナトリウム、タリウム、インジウム、スカンジウムなどの沃化物と水銀とアルゴンガスとが封入されていること、また、高圧ナトリウムランプでは、発光管５の内部にナトリウムと水銀とキセノンガス或いはアルゴンガスとが封入され、発光管５がセラミック製であることを除けば、メタルハライドランプ及び高圧ナトリウムランプも図１と同様の構造をしている。尚、セラミック製の発光管５を備えたメタルハライドランプも存在する。
【００１８】
このような構造のＨＩＤランプ１から、図２に示す処理工程により、水銀、ガラスカレット及びアルミニウムを回収する。
【００１９】
図２に示すように、先ず、外管バルブ切断機７を用いて口金３の近傍で外管バルブ２を切断し、ＨＩＤランプ１を口金・マウント・発光管部８と外管バルブ部９とに分離し、得られた外管バルブ部９を回収する。外管バルブ２の内部には水銀は封入されていないので、外管バルブ２の切断作業は、特に雰囲気を隔離して行なう必要はない。また、外管バルブ切断機７としては、例えば、回転する鋸歯状の切断歯を備えた切断機、或いは、ガラスを溶融させて切断するバーナーを備えた切断機などを使用することができる。尚、図２では、口金３に残る外管バルブ２の残留物の記載を省略している。
【００２０】
次いで、発光管除去機１０を用いて口金・マウント・発光管部８から発光管５を取り外し、口金・マウント・発光管部８を、発光管部１１と口金・マウント部１２とに分離する。得られた発光管部１１及び口金・マウント部１２をそれぞれ分別して回収する。発光管５を破砕しない限り、発光管５の内部に封入された水銀は漏洩しないので、この発光管分離作業も特に雰囲気を隔離して行なう必要はない。発光管除去機１０としては、マウント４と発光管５とを電気的に連通する金属線或いは金属板を切断することができる機能を有していればよく、例えば、ペンチのような切断治具であってもよい。
【００２１】
このようにして、ＨＩＤランプ１を、外管バルブ部９と発光管部１１と口金・マウント部１２との３つの部位に区分して回収する。そして、分別して回収した外管バルブ部９、発光管部１１、及び、口金・マウント部１２に対し、分別したままそれぞれ異なる処理方法を施す。
【００２２】
外管バルブ部９は、破砕機２３によって破砕され、破砕ガラス片２４となり、得られた破砕ガラス片２４を洗浄装置２５で洗浄してガラスカレット２６を得る。ガラスカレット２６はリサイクル使用される。洗浄装置２５で使用する洗浄液としては、水或いは塩酸などの希釈酸を用いることができる。その内壁に蛍光体が塗布された外管バルブ２であっても、この洗浄処理によって蛍光体をほぼ完全に除去することができる。破砕ガラス片２４には水銀が含まれていないので、破砕ガラス片２４から水銀を除去する処理は必要としない。
【００２３】
発光管部１１は、破砕機１３によって破砕されて破砕片１４となり、この破砕片１４を水銀蒸留装置１５で処理して水銀１６を得る。水銀１６はリサイクル使用され、一方、水銀蒸留装置１５で処理された破砕片１４は残渣１７として廃棄処分される。残渣１７には水銀が実質的に含有されていないので、残渣１７は、環境への水銀の汚染を考慮することなく、通常の埋立て処分などで処理することができる。残渣１７は、主として発光管５を構成する石英ガラス或いはセラミックであり、これに電極６，６Ａなどを構成する金属が含まれたものである。水銀蒸留装置１５は、例えば慣用の真空加熱装置と凝縮装置との組合せからなる蒸留装置或いは焙焼炉などを用いることができる。
【００２４】
発光管部１１を破砕する際には、発光管５に封入された水銀がガスとなって雰囲気に漏れる恐れがあるので、例えば破砕機１３を集塵設備の接続された密閉容器で囲み、密閉容器中の雰囲気ガスを集塵設備で吸引しながら発光管５を破砕し、ガス状の水銀を周囲雰囲気に漏洩させないようにすることが好ましい。ガス状の水銀は集塵設備のバグフィルターでダストとして回収し、回収したダストを水銀蒸留装置１５で処理することで、ガス状の水銀も水銀１６として回収することができる。水銀蒸留装置１５で処理されたダストは残渣１７となる。この場合、前述した密閉容器は、密閉容器の内部の雰囲気ガスが外部に漏れて水銀汚染が発生しないことを満たしていればよく、従って、密閉度が低くても実質的に密閉できる容器であればよい。
【００２５】
口金・マウント部１２は、破砕機１８で破砕され、破砕された後、破砕機１８とベルトコンベアなどによって接続された磁力選別装置・アルミ選別装置１９により、アルミニウム２０、残渣２１、その他金属２２の３種類に選別される。アルミニウム２０及びその他金属２２は、リサイクル使用され、残渣２１は埋立て処分などの廃棄処分が施される。
【００２６】
ＨＩＤランプ１のマウント４は主にステンレス鋼で構成されており、従って、口金・マウント部１２から、その他金属２２として回収される金属はステンレス鋼であり、しかも、通常、このステンレス鋼としては強磁性体のステンレス鋼が使用されている。一方、残渣２１の主たる構成物は、外管バルブ切断機７で切断した際に口金３に残留した外管バルブ２、及び、口金３とマウント４とを密閉状態で接合する鉛ガラスと磁器からなる絶縁体であり、従って残渣２１はガラス質及びセラミック質である。口金３はアルミニウムで構成されている。
【００２７】
破砕機１８で破砕された、アルミニウム、ステンレス鋼、ガラス質物質及びセラミック質物質からなる口金・マウント部１２の破砕品を、先ず磁力選別装置・アルミ選別装置１９の磁力選別装置を用いて着磁物と非着磁物とに分離する。ステンレス鋼は着磁物として選別され、その他金属２２として回収される。アルミニウム、ガラス質物質及びセラミック質物質は非着磁物として選別される。次いで、この非着磁物を磁力選別装置・アルミ選別装置１９のアルミ選別装置で選別する。
【００２８】
このアルミ選別装置は、例えば、ベルトの上に非着磁物を乗せ、このベルトを永久磁石の組み込まれたロール型の磁極回転子によって駆動し、且つ、この磁極回転子の設置位置でベルト上から非着磁物を落下させ、電磁気力によって金属の落下位置を非金属の落下位置とは異なる位置にすることで、ベルト上の非着磁物を金属と非金属とに選別する選別装置を使用することができる。即ち、ベルト上の非着磁物に渦電流を発生させ、この渦電流と磁極回転子の磁界との間に発生する電磁気力を利用し、渦電流が発生する金属は、電磁気力による反発力を利用して磁極回転子から反発するように弧を描いて磁極回転子から離れた位置に落下させ、一方、渦電流の生じないガラス質及びセラミック質は、磁極回転子の鉛直方向直下に落下させ、金属と非金属とを選別する装置である。尚、このアルミ選別装置では上記のステンレス鋼などの強磁性体も磁極回転子に付着させ、アルミニウム及び非金属と異なる位置に落下させることで選別することができるが、本実施の形態では、強磁性体のステンレス鋼は、磁力選別装置・アルミ選別装置１９の磁力選別装置によって予め分離されており、このアルミ選別装置においては強磁性体を選別する機能は使用する必要がない。
【００２９】
このようにして、磁力選別装置・アルミ選別装置１９のアルミ選別装置により、非着磁物はアルミニウム２０と残渣２１とに選別される。尚、マウント４を構成するステンレス鋼が、仮にオーステナイト系ステンレス鋼のような強磁性体でない場合には、磁力選別装置ではオーステナイト系ステンレス鋼とアルミニウムとを選別できないので、その場合には、アルミニウム（密度：２．７ｇ／ｃｍ3 ）とステンレス鋼（密度：およそ７．８〜７．９ｇ／ｃｍ3程度）との密度差は大きいので、この密度差に基づき、例えば風力選別などによってアルミニウム２０とオーステナイト系ステンレス鋼即ちその他金属２２とを選別することができる。
【００３０】
以上説明したように、本発明に係るＨＩＤランプの処理方法によれば、ＨＩＤランプ１を廃棄処理する際に、水銀の封入された発光管部１１を分別して回収するので、水銀の回収処理を発光管部１１にのみ施せばよく、少ない水銀回収処理費用でＨＩＤランプ１を処理することができる。また、外管バルブ２も分別して回収するので、口金３を構成する金属やマウント４を構成する金属類が外管バルブ部９に混入することがなく、外管バルブ２から効率良くガラスカレット２６を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】水銀ランプを例としてＨＩＤランプの構造を示す概略図である。
【図２】本発明に係るＨＩＤランプの処理方法を示す処理工程図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ＨＩＤランプ
２  外管バルブ
３  口金
４  マウント
５  発光管
６  電極
７  外管バルブ切断機
８  口金・マウント・発光管部
９  外管バルブ部
１０  発光管除去機
１１  発光管部
１２  口金・マウント部
１３  破砕機
１４  破砕片
１５  水銀蒸留装置
１６  水銀
１７  残渣
１８  破砕機
１９  磁力選別装置・アルミ選別装置
２０  アルミニウム
２１  残渣
２２  その他金属
２３  破砕機
２４  破砕ガラス片
２５  洗浄装置
２６  ガラスカレット
【図１】
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【図２】
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